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1、专业方向：XXXX汇报人：XXX2016年1月中国近年来一直在努力开采边远井天然气，新疆的塔河油田的西北油田分公司近年来天然气增长较快，新井试采评价及边远小型天然气区块的开采，大多采用拉运生产，天然气放空，为减少放空，满足凝析气田开发的需求，提出需要建设小型撬装化的回收装置，提高经济效益，保护环境。1.1问题的提出国内外对于天然气处理方案多种多样，但是对于边远井天然气回收技术针对不同气质，不同地理位置等不同因素有一定的局限性，因此就此类问题进行研究。本研究内容旨在解决下面两个问题（1）新井试采评价放空气的回收2013年天然气产能建设计划安排在塔河东南部奥陶系、天山南、天山南三道桥地区、轮台地区
2、古近系、塔河TP28X井区白垩系及重点勘探跟踪区块。2013年计划新钻井16口，合计建天然气产能2.28108m3，凝析油产能6.18104t。地面工程来不及实施的情况下，新井投产试采大量天然气放空进行回收。（2）边远小型天然气区块的开采西北油田分公司近年来发现一批边远小型的天然气区块，例如AT、TP等。大多属于凝析气田，凝析油产量较高，这些新井分布零散，远离现有的油气处理装置，无法实现密闭集输。这些边远井大多采用拉油生产，大量伴生气和天然气放空，天然气中含有H2S等酸性气体污染环境，每天上万的天然气经济损失大。西北油田分公司凝析气田开发的需求急需建设小型撬装化的回收装置。边远井天然气回收技术
3、研究是解决天然气放空问题的有效措施1.1问题的提出1.2研究目的和意义天然气放空保护环境提高经济效益发展地方经济对边远井天然气特点进行分析研究边远井天然气回收技术软件模拟工艺流程总结边远井天然气回收技术特点设计设计能够够现场现场安装、搬迁工作量少，施工周期短，工作弹弹性大，操作维维修简单简单的天然气回收装置，能广泛适用于西北油田分公司所辖辖勘探区缺水、高寒、冬夏温差大的自然环环境条件，也适用于以下场场合：1、边远、单独的气井；2、气田放空气就地回收和利用；3、油气田新区开发初期，用作临时产能建设；4、中浅层小型气藏的开发和利用。研究思路边远井天然气回收技术指导工程实践1、边远边远井天然气回收方
4、式理论论研究(1)管道，CNG，LNG的运输对比研究(2)管道，CNG，LNG的储存对比研究(3)LNG在回收边远井天然气中的优势分析2、边远井天然气液化工艺研究(1)天然气液化工艺对比分析研究(2)边远井天然气净化回收工艺流程对比设计(3)边远井天然气液化回收工艺流程对比设计(4)边远井天然气回收关键设备比选1.3主要研究内容3、边远井天然气工艺流程数值模拟(1)边远井天然气液化回收参数确定(2)HYSYS模拟边远井天然气回收工艺(3)边远井天然气回收的经济评价4、边远井天然气回收的撬装设计(1)边远井天然气回收技术撬装化设计(2)边远井天然气回收技术模块化安装(2)边远井天然气回收技术一体
5、化维护(3)边远井天然气回收的互联网模式1.4技术路线边远井天然气液化回收技术前景展望边远井天然气液化回收技术有很好的发展前景和政策优势总结边远井天然气液化回收技术成果，提出技术建议边远井天然气回收液化工艺研究管道，CNG，LNG回收天然气的优劣势对比研究管道，CNG，LNG回收天然气的风险对比研究管道，CNG，LNG回收天然气应用途径对比研究LNG在回收边远井天然气中的优势分析通过调研新疆等地边远井现场，查阅各类针对边远井研究的文献资料，总结边远井开发历史和未来发展趋势。调研天然气历史进程，提出边远井天然气回收技术的必要性，分析边远井天然气回收的潜在经济效益前景。边远井天然气回收方式理论研究
6、过程系统稳态模拟方法建立数学模型边远井天然气液化回收工艺流程设计边远井天然气液化回收关键设备比选天然气液化工艺对比分析研究单元操作过程模拟模型建立液化过程流程模拟模型建立过程系统稳态模拟方法边远井实例进行工艺流程模拟HYSYS模拟边远井天然气液化回收工艺边远井天然气液化回收参数确定边远井天然气液化回收撬装设计比较项目LNG供应管道供应CNG供应固态供应备注供气规模可大可小大小较小一次投资较高很高低较高仅指应用部分运行费用较低低较低高仅指应用部分技术成熟度成熟成熟成熟不成熟边远井回收天然气的供应方式对比表2.1运输方式对比研究2.1运输方式对比研究压缩天然气用高压气瓶组槽车运输。槽车一共8个气瓶
7、，每个气瓶的几何容积一样，均为2.25m3，可得总容积18m3，经换算在20MPa压力下一辆槽车的储气量可达4550m3辆，车辆投资每辆115万元。LNG的体积只是天然气的1600，体积减小，方便储存并可进行远距离输送。低温的储罐采用真空纤维绝热技术，几何容积达到43m3，当充装90%时可达23220Nm3辆，车辆投资每辆108万辆。PNG法是一种已经广泛应用的成熟技术。目前，约有65%的天然气采用此法输送。对于气量小，相对有一定波动，运输距离较长的天然气不适合适用管道运输。将天然气在一定温度和压力条件下与水作用形成固体状态的天然气水合物，经过车辆送到目的地后气化释放天然气供给用户使用。1m3
8、的天然气水合物可以储存150m3的天然气。PNGLNGCNGANGNGH温度（）常温-160室温常温020压力（Mpa）10常压203.5828储量110636220170150170释放量110575200150160170技术特点已工业化已工业化已工业化未完全工业化未完全工业化边远井回收天然气储存方式对比表2.2储存方式对比研究PNGLNGCNGANGNGH优点管道建成后运行成本低，常用于长途运输安全性好，能量储存量大，利于远距离运输制造工艺简单且成熟，充气简单易行吸附条件温和制造工艺及钢瓶成本低，安全性高，无需昂贵的多级压缩设备操作安全，投资运行费用低，具有较好的发展潜力缺点管道一次投资
9、巨大，配套设施较多，远洋输送不易实现材质要求高，储罐及站内主体设备需低温保冷材质要求高，工艺复杂，自身重量大，需要高压设备对活性炭生产要求高，受天然气气质影响较大，存在吸附热效应目前储运工艺需要进一步的研究与改进，配套装置需要专门研究边远井回收天然气储存方式对比表2.2储存方式对比研究本次工程设计规设计规模5104m3d的小型装置，装置采用撬装化设设计计、标标准化采办办、模块块化施工。装置设计设计操作弹弹性-50%110%，年操作时间时间8000h。含水轻烃轻烃直接外运至已建气体处处理装置处处理。同时时根据单单井开井实际实际生产产情况，单单井产产量小于开发预发预安排，递递减比预测预测的增快，所
10、以增加3104m3d规规模处处理装置，适用于小型边远边远气田回收天然气。3.1整体回收技术设计思路脱酸工艺设计选择原则：众多方法中没有尽善尽美的绝对优越的方法，各自具有特点和适用范围，在应用时根据实际情况进行相应选择。当酸性气体CO2H2S6，同时脱除H2S和CO2时，选择一乙醇胺（MEA）或混合胺法；当酸性气体CO2H2S5，选择甲基二乙醇胺（MDEA）及其配方溶液；气相中酸性组分分压高、有机硫化物含量高，选择SulfinolD法同时脱除H2S和CO2；高寒及沙漠地区采用二甘醇胺（DGA）法；酸性气体中重烃含量高，采用醇胺法。3.2净化工艺3.2净化工艺3.2净化工艺吸收塔操作参数再生塔操作
11、参数气体入塔压力（MPa）5富液入塔温度（）95-99气体入塔温度（）40塔顶压力（MPa）0.05气体出塔温度（）40塔底压力（MPa）0.06MDEA入塔温度（）43.93塔顶温度（）103.7富液出塔温度（）49.62塔底温度（）117.6闪蒸罐压力（MPa）0.5导热导热油入口温度（）180闪蒸罐温度（）49.61导热导热油出口温度（）160方法名称分离原理示例特点应用情况低温工艺(冷冻分离)高压天然气节流膨胀降温液烃冷凝效果显著，但是要达到更好效果需要制冷，投资消耗会增加适用于高压天然气溶应用于深度脱水剂吸收法天然气与水分在脱水溶剂中溶解度的差异氯化钙水溶液便宜、露点降较低（1025
12、）适宜于边远、寒冷气井氯化锂水溶液对水有高的容量，露点降为2236价高，一般不使用甘醇一胺溶液同时脱水、脱H2S、CO2，携带损失大，再生温度要求高，露点降低于三甘醇脱水仅限于酸性天然气脱水二甘醇水溶液（DEG）对水有较高的容量，溶液再生容易，再生浓度不超过95%，露点降低于三甘醇脱水，携带损失大应用较多三甘醇水溶液（TEG）对水有高的容量，再生容易，浓度达98.7%，蒸汽压低，露点降高（2858）应用最普遍固体吸附法利用多孔介质表面对不同组分的吸附作用活性氯土矿便宜，湿容量低，露点降较低活性氧化铝湿容量较活性铝土矿高，干气露点可达，露点高不宜处理含硫天然气硅胶湿容量高，易破碎一般不单独使用分
13、子筛高湿容量，高选择性，露点降大于3.2净化工艺3.2净化工艺序号项项目名称及型号材质质单单位数量备备注1分子筛筛干燥器800V=Q345R台2设计压设计压力：5.2MPa设计设计温度：3002再生气电电加热热器N=35kWQ345R20台1电电加热热3脱汞塔700V=Q345R台2设计压设计压力：5.2MPa设计设计温度：704再生气冷却器F=Q345R20台1设计压设计压力：5.2MPa设计设计温度：705再生气分离器500Q345R台1设计压设计压力：5.2MPa设计设计温度70：6净净化气过滤过滤器Q345R台2直径1m除去率99.5%7盐盐水冷却器Q345R台1设计压设计压力：5MP
14、a设计设计温度：708盐盐水机组组h组组合件台1制冷负负荷7850kcalh脱水脱酸设备表脱汞方式类型特点原理吸附脱汞法煤基活性炭脱除效率低一般对活性炭进行表面处理，用含S、Cl等元素的化合物或单质作改性剂，改性后脱汞效率可提高到90%以上活性炭纤维脱除效果很好70活性炭纤维对汞的吸附效率为65%90%。随着反应温度的升高，活性炭纤维对汞的吸附能力增强活性焦受温度、水、浓度影响活性焦粒破碎至2mm，然后用氯酸钾溶液、氯化钾溶液和硝酸溶液进行浸渍改性处理，脱汞性能都有不同程度的提高钙基吸附剂受温度影响大，多用于初级钙基吸附剂指的消石灰，粒径为14.8630.50m。钙基吸附剂比表面积和孔容积越大
15、，汞的脱除效果越好壳聚糖类吸附剂理论最佳吸附反应温度为80120壳聚糖又称脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素，多为虾、蟹壳的提取物。壳聚糖无毒、无味、耐热、耐碱、耐腐蚀，具有良好的生物亲和性。壳聚糖分子中含有大量的-NH2基团和-OH基团，是重金属良好的吸附剂化学试剂法过硫酸钾（K2S2O8）脱除效率高、反应速度快、溶液浓度低、不易挥发和沉淀物少可将气态元素汞氧化成Hg2+，且具有溶解度高的优点，不易堵塞鼓泡塔的气孔。AgNO3、CuSO4对其脱汞具有显著催化作用3.2净化工艺3.2净化工艺指标阶式制冷循环工艺混合制冷循环工艺膨胀制冷循环工艺效率高中低复杂程度高中低换热器类型板翅板翅或绕
16、管板翅换热器面积小大小适应性中高高3.3针对不同形式的液化工艺的SWOT比较，设计出适合边远井天然气液化工艺流程。对比两种方案的优点，缺点，机会，挑战。3.3液化工艺工艺艺流程比功耗（kWhNm3）评评价适用性MustangNDX-1工艺艺0.449结结构紧紧凑，便于模块块化设计设计；对进对进气组组分不敏感；安全；运行平稳稳；便于操作；功耗较较高海上中小型装置LindeDualN2Expander工艺艺0.462对进对进气组组分不敏感；安全；运行平稳稳；便于操作；设备较设备较多；攻耗高海上中小型装置ABBCH4-N2工艺艺0.465结结构紧紧凑；适应进应进气组组分变变化；较较安全；运行平稳稳；便于操作；功耗高；设备较设备较多海上中小型装置丙烷预烷预冷的单级单级氮膨胀胀液化工艺艺0.435流程简洁简洁，结结构紧紧凑，布局灵活，便于模块块化设计设计；对进对进气组组分不敏感；安全；运行平稳稳；便于操作；设备设备数量少；功耗高小型装置丙烷预冷双氮膨胀工艺0.392流程简洁简洁，结结构紧紧凑，布局灵
